Riparazione del servomotore Yaskawa SGMRS-37A2A-YR13 con ripristino della piena funzionalità del robot

La riparazione del servomotore Yaskawa SGMRS-37A2A-YR13 richiede il controllo simultaneo degli avvolgimenti, dell’isolamento, dei cuscinetti, dell’albero, dei connettori e del sistema di retroazione. Nel caso di un motore installato su un asse robotizzato, la semplice eliminazione di un singolo allarme non è sufficiente. È inoltre necessario ripristinare la corretta commutazione, una coppia stabile e un posizionamento ripetibile, affinché il robot possa tornare a funzionare in sicurezza.

Yaskawa SGMRS-37A2A-YR13 è un servomotore sincrono trifase a magneti permanenti, progettato per il controllo preciso della posizione e della velocità. Secondo i dati disponibili relativi al modello, la sua potenza nominale è di circa 3,7 kW, la tensione è di 200 V AC, la velocità nominale è di 1500 giri/min, la coppia è di circa 23,5 Nm e la corrente è di circa 23,6 A.

Il suffisso YR13 indica un’esecuzione speciale. Per questo motivo, prima di iniziare la riparazione, è necessario verificare la configurazione meccanica, il tipo di encoder, la disposizione dei connettori, l’esecuzione dell’albero e la compatibilità del motore con lo specifico asse del robot. La selezione dei ricambi esclusivamente sulla base della denominazione generale della serie SGMRS può comportare l’impiego di un encoder, un cuscinetto o un elemento di collegamento non idoneo.

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Riparazione del servomotore Yaskawa – sintomi, diagnostica e cause dei guasti

Come riconoscere un guasto del servomotore dell’asse di un robot Yaskawa?

Un guasto del servomotore non provoca sempre l’arresto completo del robot. Inizialmente, il problema può manifestarsi con un lieve peggioramento della precisione di posizionamento, allarmi intermittenti o un aumento della temperatura. Il funzionamento prolungato può tuttavia causare danni al servoazionamento, al riduttore dell’asse, ai cavi o ai componenti meccanici del robot.

I sintomi tipici includono:

• errore dell’encoder del servomotore Yaskawa;
• perdita o spostamento della posizione dell’asse;
• funzionamento irregolare del robot a bassa velocità;
• movimenti improvvisi dell’asse dopo l’attivazione dell’azionamento;
• impossibilità di attivare la funzione Servo ON;
• aumento dell’assorbimento di corrente a vuoto;
• surriscaldamento dell’alloggiamento del servomotore;
• rumori, ronzii o colpi provenienti dai cuscinetti;
• aumento delle vibrazioni dell’asse del robot;
• ondulazioni di coppia e rotazione irregolare dell’albero;
• allarmi ricorrenti del servoazionamento;
• peggioramento della precisione di posizionamento dell’organo terminale.

Errore dell’encoder e perdita della posizione dell’asse del robot

L’encoder trasmette al sistema di controllo informazioni sulla posizione e sulla velocità del rotore. Un segnale di retroazione errato può causare la perdita della posizione, errori di commutazione, un funzionamento irregolare o l’impossibilità completa di avviare l’asse.

La causa non è sempre l’encoder stesso. Sintomi simili possono essere provocati da:

• un cavo di segnale danneggiato;
• un’interruzione o un cortocircuito nel connettore;
• mancanza di continuità della schermatura del cavo;
• contaminazione o corrosione dei contatti;
• disallineamento dell’encoder rispetto al rotore;
• alimentazione instabile del sistema di retroazione;
• danneggiamento dell’elettronica che legge il segnale dell’encoder.

Se un robot Yaskawa perde la posizione dell’asse, non è opportuno sostituire automaticamente l’intero servomotore. Occorre innanzitutto controllare i segnali dell’encoder, il cavo di retroazione, i connettori e la relazione angolare tra l’encoder e il rotore.

Rumore dei cuscinetti, vibrazioni e surriscaldamento del servomotore

I cuscinetti usurati possono causare rumore, aumento delle vibrazioni, maggiore resistenza al movimento e una temperatura di esercizio più elevata. Nel servomotore di un asse robotizzato, anche un lieve gioco radiale o assiale può influire sulla precisione di posizionamento e aumentare il carico sul riduttore.

Il funzionamento prolungato con un cuscinetto danneggiato può causare l’eccentricità dell’albero, il contatto tra rotore e statore, il danneggiamento dell’encoder o la distruzione delle superfici di montaggio. Per questo motivo, il rumore meccanico deve essere considerato un segnale della necessità di eseguire una diagnostica e non una normale caratteristica di esercizio di un motore datato.

Se il servomotore diventa più rumoroso, si surriscalda o il robot inizia a perdere precisione, è consigliabile arrestare il dispositivo e richiedere una diagnostica prima che si verifichi un guasto più grave dell’asse.

Diagnostica del servomotore Yaskawa SGMRS-37A2A-YR13

La diagnostica professionale del servomotore di un robot Yaskawa non dovrebbe limitarsi alla misurazione della resistenza degli avvolgimenti con un multimetro. Una valutazione corretta richiede il controllo della parte elettrica, della parte meccanica e del sistema di retroazione.

L’ambito della diagnostica dovrebbe comprendere:

1. l’identificazione della denominazione completa e dell’esecuzione speciale YR13;
2. l’ispezione visiva dell’alloggiamento, dell’albero, dei connettori e dei cavi;
3. la misurazione della resistenza tra le fasi U–V, V–W e W–U;
4. il confronto della simmetria delle resistenze tra le fasi;
5. la misurazione della resistenza di isolamento rispetto all’alloggiamento;
6. il controllo dell’induttanza delle singole fasi;
7. la verifica della continuità del termistore o del sensore di temperatura;
8. il controllo dei cavi di alimentazione e di segnale;
9. l’analisi dei segnali generati dall’encoder;
10. la misurazione del gioco radiale e assiale dell’albero;
11. il controllo dell’eccentricità e dello stato delle superfici di accoppiamento;
12. una prova dinamica con misurazione delle correnti, delle vibrazioni e della temperatura.

Misurazione degli avvolgimenti, dell’isolamento e delle correnti di fase

La resistenza di ciascuna coppia di fasi deve essere misurata alla stessa temperatura degli avvolgimenti. La semplice corrispondenza della misurazione con un valore indicativo non conferma ancora la piena efficienza del motore. È particolarmente importante la simmetria dei risultati per le fasi U–V, V–W e W–U.

Uno scostamento di uno dei valori può indicare:

• un danneggiamento di un collegamento interno;
• un conduttore bruciato;
• un cortocircuito tra le spire;
• una precedente rigenerazione eseguita in modo errato;
• un surriscaldamento locale dell’avvolgimento;
• un danneggiamento dell’isolamento del conduttore.

La misurazione della resistenza di isolamento rispetto all’alloggiamento deve essere eseguita con una tensione adeguata alla classe di isolamento del motore e alle raccomandazioni previste per il sistema specifico. È inoltre necessario valutare se il risultato sia stabile e se siano presenti tracce di umidità, contaminazione o degrado dei materiali isolanti.

Durante la prova dinamica è necessario confrontare le correnti di fase e controllare l’assorbimento di corrente a vuoto. Una corrente elevata o instabile può essere causata da un cortocircuito tra le spire, dal danneggiamento dei magneti del rotore, da un’eccessiva resistenza meccanica o da una commutazione errata.

Controllo dell’encoder e della relazione angolare rispetto al rotore

Il controllo dell’encoder è particolarmente importante durante la riparazione di un servomotore Yaskawa. Il sistema di controllo utilizza le informazioni sulla posizione del rotore per regolare correttamente le correnti di fase. Se il segnale è spostato rispetto alla posizione effettiva del rotore, il motore può generare coppia nella direzione errata o con un angolo elettrico non corretto.

Dopo la sostituzione dell’encoder, lo smontaggio del rotore o un intervento sulla posizione degli elementi di retroazione, è necessario ripristinare il corretto sfasamento. Una calibrazione errata può causare:

• un aumento della corrente di fase;
• ondulazioni di coppia;
• funzionamento irregolare a bassa velocità;
• un movimento improvviso dell’asse dopo l’attivazione di Servo ON;
• surriscaldamento del servomotore;
• ricomparsa degli allarmi dell’azionamento;
• mancanza di ripetibilità del posizionamento.

Se, dopo una precedente sostituzione dell’encoder, il motore assorbe troppa corrente o l’asse esegue movimenti incontrollati, il dispositivo deve essere nuovamente calibrato e verificato su un banco prova.

Cosa può causare il funzionamento irregolare dell’asse del robot?

I sintomi attribuiti al servomotore possono provenire anche da altri componenti del sistema di azionamento del robot. Pertanto, prima di decidere di procedere con la rigenerazione, è necessario considerare l’intera catena di controllo e alimentazione.

Sintomo	Possibile causa	Diagnostica consigliata
Il robot perde la posizione dell’asse	Encoder, cavo di segnale, connettore, gioco meccanico	Analisi del segnale dell’encoder, controllo dei cavi e del gioco dell’albero
Servo ON non disponibile	Errore dell’encoder, avvolgimento danneggiato, problema del servoazionamento	Lettura degli allarmi, misurazioni delle fasi, controllo della retroazione
Corrente elevata a vuoto	Commutazione errata, cortocircuito tra le spire, resistenza dei cuscinetti	Misurazione delle correnti di fase, test degli avvolgimenti e della parte meccanica
Vibrazioni e rumore	Cuscinetti usurati, eccentricità dell’albero, riduttore danneggiato	Misurazione delle vibrazioni, dei giochi e dell’eccentricità, nonché controllo del riduttore dell’asse
Surriscaldamento del motore	Sovraccarico, cortocircuito, commutazione errata, cuscinetti danneggiati	Misurazione della temperatura, della corrente, dell’isolamento e delle resistenze meccaniche
Funzionamento irregolare a bassa velocità	Segnale instabile dell’encoder, ondulazioni di coppia, gioco meccanico	Analisi dei segnali di retroazione e prova dinamica

Durante la diagnostica è inoltre opportuno considerare il servoazionamento, i cavi di alimentazione, i cavi dell’encoder, il sistema di controllo del robot e il riduttore dell’asse. La sostituzione di un motore funzionante non risolverà il problema se la causa dell’allarme è un cavo danneggiato, un modulo di azionamento difettoso o un gioco eccessivo nel riduttore.

Assistenza e rigenerazione del Yaskawa SGMRS-37A2A-YR13 – ambito della riparazione e test

Sostituzione dei cuscinetti nel servomotore Yaskawa

La sostituzione dei cuscinetti in un servomotore Yaskawa richiede il rispetto delle dimensioni corrette, della classe di precisione, del gioco interno, della capacità di carico e dei parametri di velocità. I cuscinetti non devono essere scelti esclusivamente in base al diametro interno ed esterno.

Durante la riparazione è necessario controllare:

• lo stato delle sedi dei cuscinetti;
• le superfici di montaggio sull’albero;
• il gioco radiale e assiale;
• l’eccentricità dell’estremità dell’albero;
• eventuali tracce di surriscaldamento;
• lo stato delle guarnizioni;
• la possibilità di trasmissione delle vibrazioni all’encoder;
• la conformità del montaggio con l’esecuzione speciale YR13.

Dopo la sostituzione dei cuscinetti è necessario misurare le vibrazioni e controllare la temperatura durante una prova di funzionamento. La semplice assenza di rumore durante la rotazione manuale dell’albero non conferma la correttezza del montaggio.

Rigenerazione degli avvolgimenti e ripristino dell’isolamento elettrico

La rigenerazione degli avvolgimenti del servomotore è possibile se lo stato del pacco statorico, del rotore e dei componenti meccanici consente di ripristinare i parametri elettromagnetici originali. Durante il riavvolgimento è necessario mantenere il numero di spire, la sezione del conduttore, la disposizione degli avvolgimenti e i collegamenti delle fasi.

La modifica di questi parametri può influire su:

• la costante di coppia;
• l’induttanza delle fasi;
• l’assorbimento di corrente;
• le caratteristiche termiche;
• il funzionamento con il regolatore servo;
• la stabilità della coppia a bassa velocità.

Dopo la rigenerazione degli avvolgimenti è necessario eseguire misurazioni della resistenza, della simmetria delle fasi, dell’induttanza e dell’isolamento. È inoltre consigliata una prova dinamica, poiché alcune anomalie si manifestano solo durante il controllo del motore.

Rigenerazione e calibrazione dell’encoder Yaskawa

Gli interventi sull’encoder possono comprendere la riparazione dei cavi, la sostituzione dei componenti danneggiati, la rigenerazione dei connettori, la pulizia, il controllo dei segnali o la sostituzione dell’intero sistema di retroazione. Ogni intervento deve tenere conto della compatibilità elettrica e meccanica con l’esecuzione YR13.

Dopo l’installazione dell’encoder è necessario impostare correttamente la relazione angolare rispetto al rotore. Si tratta di una delle fasi più importanti della riparazione, poiché un encoder calibrato in modo errato può sembrare funzionante durante una misurazione statica, ma causare errori durante il funzionamento sotto il controllo del servoazionamento.

La calibrazione deve essere confermata mediante l’analisi delle correnti di fase, della direzione della coppia, della fluidità del movimento e della stabilità della posizione. Dopo l’attivazione, il motore non deve presentare reazioni brusche né un aumento dell’assorbimento di corrente.

Come controllare un servomotore dopo la riparazione?

La riparazione del motore di un asse robotizzato deve concludersi con una verifica statica e dinamica completa. Solo risultati positivi dei test consentono di confermare che il dispositivo può essere reinstallato in sicurezza nella macchina.

I test finali devono comprendere:

• la misurazione della resistenza tra le fasi U–V, V–W e W–U;
• il controllo della simmetria degli avvolgimenti;
• la misurazione della resistenza di isolamento rispetto all’alloggiamento;
• il controllo dell’induttanza delle fasi;
• la verifica del sensore di temperatura;
• la verifica dei segnali dell’encoder;
• la conferma del corretto allineamento dell’encoder rispetto al rotore;
• la misurazione delle correnti di fase durante il funzionamento;
• la valutazione della stabilità della velocità;
• la misurazione delle vibrazioni dei cuscinetti;
• il controllo dell’aumento della temperatura;
• una prova con carico controllato;
• la verifica della ripetibilità del posizionamento.

Una corrente di fase stabile, una commutazione corretta, una coppia uniforme e un posizionamento ripetibile confermano che il servomotore può tornare in funzione. Nel caso di un azionamento robotizzato è inoltre importante controllare il comportamento a bassa velocità, poiché è proprio in queste condizioni che le ondulazioni di coppia e i problemi del segnale dell’encoder risultano più evidenti.

Prima di reinstallare il servomotore nel robot, richiedi la conferma dei risultati delle misurazioni elettriche, del controllo dell’encoder e della prova dinamica.

Riparazione, acquisto di un ricambio o sostituzione del servomotore?

La riparazione di un servomotore Yaskawa è generalmente giustificata quando è possibile ripristinare i parametri elettrici, meccanici e di misurazione senza il rischio di perdere la compatibilità con il sistema di controllo del robot. Ciò riguarda, tra l’altro, la sostituzione dei cuscinetti, la riparazione dei cavi, la rigenerazione degli avvolgimenti, il ripristino dell’isolamento e la manutenzione dell’encoder.

L’acquisto di un dispositivo sostitutivo dovrebbe essere preso in considerazione quando:

• l’alloggiamento o l’albero sono gravemente danneggiati;
• i magneti del rotore sono danneggiati;
• mancano componenti essenziali dell’esecuzione speciale;
• la riparazione non consente di garantire la compatibilità con l’asse del robot;
• il costo del fermo macchina richiede l’immediata rimessa in servizio del dispositivo;
• è disponibile a magazzino un servomotore compatibile e collaudato.

Nel caso dell’esecuzione YR13 non deve essere utilizzato un ricambio scelto casualmente. Anche un servomotore con potenza e velocità simili può presentare un albero, un encoder, connettori, parametri di commutazione o una struttura meccanica differenti. Prima dell’acquisto è necessario confrontare la denominazione completa, la targhetta identificativa, la configurazione dell’asse e il tipo di retroazione.

Come ridurre i costi di fermo di un robot industriale?

In caso di guasto del robot, è fondamentale determinare rapidamente se il problema riguarda il servomotore, il servoazionamento, un cavo, il controllore o il riduttore dell’asse. La sostituzione progressiva dei componenti senza una diagnostica preventiva può prolungare il fermo macchina e aumentare i costi.

Prima di spedire il dispositivo, il reparto manutenzione dovrebbe raccogliere:

• la denominazione completa del servomotore;
• una foto della targhetta identificativa;
• la denominazione dell’asse del robot;
• il codice di allarme del servoazionamento o del controllore;
• una descrizione del momento in cui si è verificato il guasto;
• informazioni sulle riparazioni precedenti;
• una descrizione di rumori, vibrazioni o surriscaldamento;
• l’informazione se il robot ha perso la posizione;
• foto dei connettori e dei cavi.

Queste informazioni consentono di preparare meglio la diagnostica, valutare il rischio di danneggiamento dell’encoder e stabilire se sia necessario controllare altri componenti del sistema di azionamento.

Se il fermo del robot blocca la produzione, contatta il servizio tecnico prima dello smontaggio. Una descrizione precisa degli allarmi e dei sintomi facilita la scelta del percorso diagnostico più rapido.

Diagnostica, riparazione e acquisto di servomotori Yaskawa

RGB Elektronika esegue la diagnostica, la riparazione e la rigenerazione di servomotori, servoazionamenti e altri componenti dell’automazione industriale. L’ambito del servizio può comprendere il controllo degli avvolgimenti, dell’isolamento, dei cuscinetti, dell’encoder, dei cavi e dei connettori, nonché i test finali dopo la riparazione.

Se la riparazione non è conveniente, è possibile valutare l’acquisto di un dispositivo compatibile, la selezione di un ricambio, una soluzione in sostituzione o la vendita del componente danneggiato. L’acquisto di servomotori ed elettronica industriale consente di recuperare parte del valore dei dispositivi ritirati dal servizio, immagazzinati dopo un ammodernamento o destinati alla sostituzione.

Contatta RGB Elektronika se hai bisogno della riparazione del servomotore Yaskawa SGMRS-37A2A-YR13, della diagnostica di un errore dell’encoder, della sostituzione dei cuscinetti, della rigenerazione degli avvolgimenti o del controllo dell’azionamento dell’asse del robot. —> Richiedi una riparazione

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